高中物理必修1《共点力平衡问题》讲与练
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高中物理必修1《共点力平衡问题》讲与练

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时间:2020-03-02

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资料简介
 高中物理必修1《共点力平衡问题》讲与练重力、弹力、摩擦力作用下的物体平衡问题是动力学知识的重点内容,也是每年高考试题的必考内容,侧重物体的受力分析与物体的平衡相综合的问题。该问题可以分为三大类型:共点力平衡问题,连接体平衡问题,动态平衡问题;下面以一些高考试题为例进行分析。 一、共点力平衡问题 方法指导 共点力平衡问题中,物体所受外力的合力为零,因此解决平衡问题的关键是正确的进行受力分析,然后列平衡方程。 典例解析 图1为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA 、FB,灯笼受到的重力为 G。下列表述正确的是(    )  A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB是一对平衡力 D.FA与FB大小之和等于G 思路引导:受力分析→正交分解→列平衡方程→求解FA和FB 解析:该题为三力平衡问题,用正交分解法,设∠AOB=2θ,O点受到FA、FB、F三力作用,其中F=G,按照图2进行正交分解,列平衡方程得:     解得:   当θ=600时:  ;当θ600时:  故选B。 变式训练 如图3所示,光滑半球容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(    )   A.     B. C.     D. 答案:A 二、连接体平衡问题 方法指导 这类题一般涉及两个或更多物体,而且具有相同的运动状态,解题时一般先采用整体法分析系统所受外力,然后使用隔离法求各个物体的情况。 1.整体法:当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力,则可以选择整个系统为研究对象。 2.隔离法:为了弄清楚系统内某个物体的受力和运动情况,一般采用隔离法。 典例解析 L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图4所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P 的受力个数为(    )   A.3           B.4            C.5          D.6 审题引导 斜面光滑,PQ匀速下滑,求力的个数。 思路引导 Q物体匀速运动→合力为零→弹簧有无弹力→P受力个数 解析:  设木板P质量为M,滑块Q质量为m,则选P、Q及弹簧作为一个整体进行受力分析,如图5所示。由于受力平衡有  。然后隔离P进行受力分析,如图6所示,其中FN为斜面对P的支持力,FN’为Q对P的压力,Mg为P的重力,Ff为斜面对P的摩擦力,F为弹簧对P的弹力(未知)。由于受力平衡 ,由于 ,则 ,也可分析Q的受力情况从而确定弹力F是否存在。故弹簧弹力存在,P受5个力,答案选C。 变式训练:两刚性球a和b的质量分别为ma和mb直径分别为da和db(da>db)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为r的平底圆筒内,如图7所示,设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为Ff1和Ff2,筒底所受的压力大小为F。已知重力加速度大小为g。若所有接触面都是光滑的,则(    )   A.F=(ma+mb)g,Ff1=Ff2          B.F=(ma+mb)g,Ff1≠Ff2 C.mag

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